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PROCESSOS DE REFINO PRIMÁRIO DOS AÇOS NOS CONVERTEDORES A OXIGÊNIO

AULA 3 CONVERTEDORES LD.pdf

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  • PROCESSOS DE REFINO PRIMRIO

    DOS AOS NOS CONVERTEDORES A

    OXIGNIO

  • 1 HISTRICO DO PROCESSO

    2 MATRIAS PRIMAS E INSUMOS

    Ferro gusa lquido Sucata Gases(Oxignio, Nitrognio e Argnio) Fundentes e/ou refrigerantes

    3 EQUIPAMENTOS

    Vaso convertedor Revestimento do refratrio do convertedor Lana para injeo do oxignio Sistemas de sopro combinado Sublana

    4 CICLO DE OPERAES NO REFINO

    Etapas do processo Carregamento da carga metlica slida Carregamento do ferro gusa lquido O sopro de oxignio Padro de sopro Vazamento do metal lquido, vazamento da escria e metalurgia

    da panela

    5 REAES QUMICAS DE REFINO E DE FORMAO DA ESCRIA

  • HISTRICO

    Processos pneumticos: 60 % produo do ao com cerca de 600 convertedores no mundo

    1856: processo pludagem

    Henrry Bessemer em 1856: utilizao de O2 puro, entretanto na prtica oxignio atmosfrico aquecido

    Convertedor Bessemer: carcaa de chapas de ao, soldadas ou rebitadas, cilndricas de fundo destacvel comventaneiras de refratrio slico-aluminoso.

    Ar injetado: 1,4 a 1,7 atm

    Basculamento: coroa dentada fixa a um dos munhes

    Composio do Ferro gusa: Si= 1,10% a 1,5%; Mn= 0,40 a 0,70 %; P= 0,090%

    Si baixo: corridas frias

    Mn > 0,70 %: escria muito fluida

  • % P elevado: no elimina na elaborao

    Processo Thomas para ferro gusa alto % P: revestimento dolomtico calcinado que permite obter escrias ricas em CaO

    Processo Thomas: Baixo % Si e S e ser fisicamente quente

  • Dc de 40: sopro de O2 nasuperfcie do banho atravsde uma lana refrigerada

    Surgimento convertedoresLD ( hoje produzindo 540milhes de toneladas)

    Volume de adies de ligas eobteno baixos %C e %S

    Atmosfera oxidante:impossibilita dessulfurao

    Dessulfurao no carrotorpedo e seleo damatria prima (ferro gusadessulfurado S% < 0,01%

    Obtm % C< 0,03%

  • 2 MATRIAS PRIMAS E INSUMOS

    Carga metlica Gases industriais Fundentes e/ou refrigerantes Ferros ligas e ligas nobres Desoxidantes Adies complementares (recarburante, aquecimento, isolamento trmico e/ou qumico, eliminao de gases)

    Tratamentos do ferro gusa lquido: dessiliciao, desfosforao, dessulfurao

    CARGA METLICA DO CONVERTEDOR:

    Sucata de ao Ferro gusa lquido Ferro gusa slido Sucata de ferro fundido Produtos pr-reduzidos Briquetes de produtos siderrgicos

    PROPORO

  • FERRO GUSA LQUIDO

    PARTE PREDOMINANTE DA CARGA METLICA ( CONTEDO TRMICO E QUMICO)

    VARIAES NA COMPOSIO DA CARGA ( OS SOPRADORES TOMAM A CORRIDA ANTERIOR COMO REFERNCIA) : TIPO DE CARVO, MINRIO, QUANTIDADE DE O2, INJEO DE FINOS DE CARVO, T DO FERRO GUSA NA SADA.

    CARGA LQUIDA 80% : AOS BAIXO CARBONO CARGA LQUIDA 85 A 91 %: AOS ALTO CARBONO

    PONTO DE VISTA TRMICO: VANTAGENS

    PROBLEMAS OPERACIONAIS: RPIDA FORMAO DA ESCRIA (PROJEES INCIO, MAIOR DISPONIBILIDADE DE GS LD)

    SOLUO: ADIO MINRIO/ SNTER PARA REFRIGERAO

    SUCATA: MANTM MARCHA CONSTANTE (FACILITA BALANO TRMICO)

    FE, C, MN, SI, P E S: REAES COM O2 (EXOTRMICAS)

  • Fe 94 a 95 % do ferro gusa

    Evitar sua oxidao: parte volatiliza (lama ou p), escria (FeO, Fe2O3 ou Fe) e outra parte no banho

    C No ferro gusa: 4,2 a 4,6 %

    Quase todo oxidado (CO e CO2)

    Vizinhana do ponto euttico (menor temperatura de fuso desta liga)

    Si Cinzas do coque, ganga do minrio de Fe ou do Sinter

    Oxidao: calor e volume de escria

    Si > 0,70% maior quantidade de CaO: projees e paradas para limpeza, acidentes, perda de rendimento metlico, aumento do consumo de O2

    Si < 0,20% : adio de materiais como FeSi e SiC

    Dificuldade no consumo da sucata

  • Mn Ganga do minrio de ferro (no gera muito calor)

    No gusa: 0,35% a 0,50%

    Importante na conduo do sopro e nas propriedades mecnicas do ao

    Mn < 0,35% : escria viscosa e menor tendncia de projees

    Mn > 0,80% : possibilidade de formar casces na boca do convertedor, calhas e captao de gases

    Mn/Si > 1 : projees durante o sopro

    Mn/ Si < 1 : casco na lana de oxignio

    S Qualidade do carvo ou coque

    Dessulfurao deficiente ( carro torpedo ou panela de ferro gusa)

    S no gusa < 0,05%, para alimentar os convertedores ( S < 0,010%)

    Alternativa: enriquecer com cal e fluorita durante o vazamento do ao

  • P Minrio de Fe

    No ferro gusa P < 0,09%

    Podem advir de: sucata de ao, ferro fundido, ferros-liga e fundentes

    Velocidades de fuso diferentes: ferro gusa e sucata de ao (aumentar tempo de refino e consumo defundentes)

    GASES (OXIGNIO, NITROGNIO E ARGNIO)

    Sopro do oxignio (10-15 Kgf/cm2) em velocidades supersnicas

    Refino: 55% do oxignio de elevada pureza (99,7% a 99,8% e restante Argnio) 50 ppm de Nitrognio

    Consumo: (maior teor de sucata, uso de carepas de laminao, minrio de Fe, calcrio e menor consumo de O2)

  • FUNDENTES E/OU REFRIFERANTES

    Remoo de impurezas no refino do ao

    Controle da basicidade da escria

    Reduzir o ponto de fuso e a viscosidade da escria (impedindo formao de camada de silicato nos gros de cal)

    Cal calctica Cal dolomtica Calcrio (dolomita crua) Fluorita Dunito

    Carbeto de silcio Escria de corridas anteriores Minrio de ferro Sinter Minrio de Mn

    Consumo de fundentes: composio qumica e T da carga metlica, composio desejada para o ao, prtica adotada para manuteno do refratrio,

  • EQUIPAMENTOS

  • Principais equipamentos da aciaria a oxignio

    Perfil garrafa versus perfil tronco cnico

    Tronco cnico: Evita regies zona morta (no homogeneidade da T e composio)

    Interferncia na interao banho escria: desfosforao

  • Carregamento e vazamento(conjunto de motores e redutoresde velocidade)

    Velocidade mxima de rotao 1 a2 rpm

    Relao altura/dimetro de 1,5 a3,5 (projees e estabilidade dosopro)

    Para 1 tonelada de ao lquido 1m3 de volume til

  • Sistema de basculamento: mancais derolamentos bipartidos

  • Tenses trmicas e mecnicas(dilatao do refratrio e da carcaa)

    Chapas grossas laminadas e soldadas(aos com resistncia falhas porfluncia) : deformaes no elsticasem T elevadas

    Anel de sustentao (refrigerado porgua)

    Refrigerao em certos pontoscrticos do forno

    Sistema com vapor dgua na parteexterna da carcaa

  • Fundo pode ser fixo ouremovvel (facilita a trocae menor nmero deequipamento auxiliares)

  • Furo de corrida (canal devazamento): Vazamento do ao semretirada prvia da escria do forno

    Problemas da escria no canal devazamento e dimetro do furo devazamento

    Diviso do convertedor em diversasregies: solicitao do revestimentorefratrio

    Ataque mecnico do banho (fundo eregio carregamento da sucata)

    Ataque qumico (linha de escria)

    Vazamento da escria para a panela:

    Rolha refratria, esferas refratrias e dardo de reteno

  • Desgaste do refratrio: posio (ataque do banho metlico e regio de carregamento da sucata)

    Desgaste qumico-mecnico: linha de escria

    Desgaste balanceado: combinaes de tijolos

  • Diviso do revestimentoem regies: estabelecero tipo de solicitao e avelocidade de desgaste

    Conhecer os mecanismosde desgaste: seleo demateriais refratrios

  • CONVERTEDOR LD: LANA DE OXIGNIO

    Lana retrtil com 3 tubos de ao concntricos

    gua de refrigerao: 150 m3/min

    Extremidade inferior: bico da lana

    Extremidade superior: mangueiras de oxignio e gua

    Sustentao: guincho com movimentao vertical

    Sistema bico multifuros: a penetrao do jato aumentava o desgaste do revestimento e o aumento de turbulncia a nveis que provocava turbulncias e projees de metal e escria

    Distncia da lana: 1 a 2 metros do banho (imersa na emulso escria/ gases e gotculas de metal)

    Temperatura de 2000C (reaes de refino), no bico da lana (150 a 200C)

    Problemas de casco na lana

  • Determinao da distncia da lana: a vazo e a presso de O2 devem proporcionar ao jatovelocidades supersnicas para que este jato possa penetrar na camada de escria e aomesmo tempo evitar o entupimento do bico da lana

    Perfil convergente-divergente

    O jato de gs de O2, soprando sore a superfcie do banho metlico impulsiona umdeterminado volume, criando uma impresso ou depresso cujo perfil depende da pressodo impacto do jato, tendendo para uma superfcie plana e estvel para pequenas presses.

    Com o aumento de presso de impacto, a penetrao no constante, variando devido instabilidade do movimento. A instabilidade gera uma oscilao axial da cavidade criandoondas superficiais na sua periferia, provocando a ejeo de partculas metlicas para aatmosfera circundante

  • A RELAO L/L0

    Altura da lana

    Vazo de oxignio

    Numero de furos da lana

    ngulo de inclinao dos furos

    Vida do bico da lana

  • JATO COERENTE

    Consiste na injeo de um gs combustvel (GLP ou gs natural) na periferia do jato de oxignio

    Evita espalhamento e fluxo paralelo, preserva velocidade do jato e aumenta a penetrao no banho

    Adequado para sopro pelo fundo (deteriorao do refratrio)

  • INJEO DO GS POR CIMA

    oxidao dos elementos pelas reaes com o jato de O2 injeo da lana e com a escria (Si e C)

    Mistura suficiente do metal e escria

    Impacto do jato e fluxo de bolhas de CO formadas na oxidao do C

    Pequenos convertedores

    Diminuio do rendimento metlico

    INJEO DE GS PELO FUNDO

    Tubos concntricos (oxignio tubo central e hidrocarboneto circula no tubo mais externo)

    vantagens: rpida formao da escria, baixo teor de FeO na escria, maior eficincia da desfosforao e dessulfurao eobteno de teores de C e O2 prximos do equilbrio.

    Formao prejudicada da escria e reduo da taxa de sucata

  • INJEO COMBINADA

    Sopro pelo fundo e lana no topo para aumentar a interao entre metal e escria

    Essencial no fim do sopro: reduo das bolhas de CO

    O2 por cima e N2 ou argnio ou CO2 por baixo

    Sopro de O2 pelo topo e fundo e outros gases inertes: homogeneizao do banho erefrigerao das ventaneiras no fundo

    Aos de baixo carbono

    Sopro de oxignio no topo e gases inertes pelas ventaneiras com injeo dehidrocarbonetos

  • OBJETIVOS DO SOPRO COMBINADO:

    Uniformidade da temperatura e composio qumica do ao

    Maior interao metal escria (reduo P, S, O), maior teor Mn no ao emenor teor de Fe na escria

    Rendimento dos fundentes e ferro ligas

    Reduo dos teores de C

    Reduo das projees

    Sem sopro combinado: 25% a mais de fundentes e rendimento do ao cai1%

  • Numero e dimenses dasventaneiras

    Sistema de refrigerao

    Tipo e vazo de gsempegado controle doconjunto

  • MTBI: distribuio das 12 ventaneiras na soleira do convertedor

    Sistema de controle individual de vazo e presso

    Presses de 4,5 a 17 kg/cm2

  • SUBLANA

    Medio da T do banho

    Determinao de O2 dissolvido

    Teor de C do banho a partir dasolidificao (Fe-C-Mn) ou teor deO2 dissolvido

    Medio nvel banho metlico

    Retirada de amostras para anlisesqumicas

  • Corrigir dados sobre o O2necessrio para completar osopro

    Efetuar ajustes no tipo equantidades de adies pararesfriar a corrida

    Atingir a composioobjetivada com menornmero de ressopro,reduzindo o degaste dorefratrio, o consumo de O2,maior rendimento de adiesdevido menor teor de O2dissolvido

    Atingir maior produtividade

  • CICLO DE OPERAES NO REFINO

  • FORRAGEM DO CONVERTEDOR

    CARREGAMENTO DA CARGA METLICA SLIDA E LIGEIROS BASCULAMENTOS PARASECAR A CARGA

    CARREGAMENTO DO FERRO GUSA LQUIDO

    SOPRO DE OXIGNIO

    INTRODUO DA SUBLANA PARA MEDIR T E COMPOSIO QUMICA, ESPERA ERESSOPRO

    VAZAMENTO DO AO LQUIDO

    REALIZAO DO SLAG SPLASHING

    VAZAMENTO DA ESCRIA REMANESCENTE

  • SOPRO DE OXIGNIO

    Refino do ao: transformao do ferro gusa em ao

    Abaixamento da lana de oxignio: sopro de O2 e verificao da chama

    Diferenas de T, Concentrao de elementos e massa especfica (regio de impacto do jato): conveco

    Peso morto do N2 no gs soprado: qualquer tipo de ferro gusa

    Incio: volume significativo de escria e velocidade aumentada de descarburao (gerao de gases-emulso metal gs-escria).

    Adio de cal: incio do sopro ou em parcelas

    Altura da lana e vazo constantes ou sofrerem modificaes (padro do sopro)

    Adio final: Minrio de Fe, dolomita crua, snter ou carepa (resfriamento)

  • Principio LD: Oxidao C, Mn, Si e P

    SiO2 e P2O5: escria cida e desgaste do revestimento (MgO)

    Adio de MgO e CaO: tambm para fixao do P2O5

    Escorificao de outros elementos: Cr, V, Ti, Pb, Sn

    Escria: Ca, Mg, Si, Al, Zr, Ti, e B Ao e escria: C, Mn, P, S, Cr, Nb, e V Ao: Cu, Ni, Sn, Sb, Mo, Co, As, e W Vaporizam e saem com gases: Zn, Cd e Pb

    Formao de xidos: menor energia livre de Gibbs

  • Fornecimento de O2: lana, minrios e carepa e escria.

  • Evoluo da composio qumica do metal e da escria e da temperatura do banho metlico durante o sopro

    Considere: 1,2% Si, 0,15% P, 0,2% S e 1,4% Mn

    Verificar a estabilidade dos compostos e a T

  • PADRES DE SOPRO

    VARIAO DA VAZO DE O2 PELA LANA

    CONTROLE DA DISTANCIA DA LANA EM RELAO AO BANHO METLICO

    VARIAO DA VAZO DE GS E DO TIPO DE GS INJETADO PELAS VENTANEIRAS

    Distancia da lana: 1200 mm a 3000 mm

    Tamanho da superfcie metlica

    Alta oxidao das partculas metlicas

    3 a 6 padres de sopro na aciaria LD

  • AUMENTO DA PROFUNDIDADE: PARTCULAS LQUIDAS SO EJETADAS PARA ATMOSFERA E MAIOR METAL NA EMULSO

    ACELERA A OXIDAO DO SI E MN E DIMINUI TEOR DE FE

    SOPRO NORMAL:

    ESCRIA ATINGE FLUIDEZ E OXIDAO SUFICIENTE PARA A OXIDAO DO FEO DA ESCRIA E ESTABILIZAO DA EMULSO PELA DIMINUIO DA TENSO INTERFACIAL

    VELOCIDADE CTE DE DESCARBURAO: EJEO DE GOTCULAS DE METAL PARA EMULSO = RETORNO METAL PARA O BANHO

    VELOCIDADE DE FORNECIMENTO DE O2 = VELOCIDADE DE DESCARBURAO

  • SOPRO MACIO:

    ESCRIA MAIS OXIDADA, REAES NA EMULSO

    SOPRO DURO:

    FORMAO DE ESCRIA MENOS OXIDADA E MAIOR EJEO DE PARTCULAS METLICAS

    REAES NA EMULSO: INSUFICINCIA DE O2

  • Elevao teor de O2: jato de oxignio Segunda etapa do sopro: consumo na descarburao Aumenta no final: relao com o teor de carbono no final do sopro

  • Temperatura e a sua variao

    Discutir formao da escria:Debaixo de uma boa escrianormalmente tem um bom ao

    Escria: banho lquidohomogneo (um ou maiscompostos) de vrios xidos quese separa da fase metlica porser insolvel e de menordensidade

    Absorver elementos do banho Suprir o O2 da atmosfera para o

    metal Reservatrio substancias

    oxidantes Reduzir projeo do sopro Proteo revestimento refratrio

  • PROJEES DE ESCRIA E VISCOSIDADE DE ESCRIA

    Problemas operacionais da projeo de escria

    Jato de O2 e bolhas de CO

    Formao de escria espumante no intermdio do sopro: Si, P, Mn, Fe

    Aps isso: reaes com o FeO da escria e Fe das partculas ejetadas

    Fim do sopro: coalescncia das partculas metlicas para o banho metlico

  • VAZAMENTO DO METAL LQUIDO, VAZAMENTO

    DA ESCRIA E METALURGIA DA PANELA

  • ANLISE DE LABORATRIO (QUMICA E T)

    MINIMIZAR A PASSAGEM DE ESCRIA (ROLHAS REFRATRIAS, TAMPES, DARDOS): RESFOSFORAO

    METALURGIA DA PANELA: COMPOSIO QUMICA, AJUSTE T, GRAU DE DESOXIDAO E MODIFICAODA ESCRIA

    RECARBURANTES, FERROS LIGAS, DESOXIDANTES, SUCATA CANIVETE E INJEO DE GS INERTE( INCLUSES OU MODIFICAO DA MORFOLOGIA DAS INCLUSES OU DESCARBURAO)

    ESCRIA SINTTICA, CALES, CALCRIO NO FUNDO DA PANELA: NO ADICIONAR

    RENDIMENTO DOS FERROS LIGAS E DESOXIDANTES: OXIDAO E QUANTIDADE DE ESCRIA

    ADIO DE RECARBURANTE (COQUE MODO): ELEVADA DESFOSFORAO ( ADICIONAR APSDESOXIDAR)

    ADIO FERROS LIGAS, METAIS (CU E NI) E DESOXIDANTES: 20 A 60 % DURANTE O VAZAMENTO EMOVIMENTAO DA PANELA

    DUAS FORMAS DE ADIO DOS FERROS LIGAS

  • Injeo de gs inerte: homogeneizar composio qumica e T e acelerar flotao de incluses

    Qual o gs a ser injetado: resfriamento do banho

    Intensidade de injeo? (favorecer a flotao e limpar o ao e homogeneidade)

    Adio sucata canivete: resfriar a corrida

    Tipo de aos e escrias sintticas

    Baixo potencial de oxignioFacilidade de absoro das inclusesBaixo ponto de fusoElevada fluidez

    Desoxidar a escria e evitar incluses ( CaO-Al2O3-SiO2) com AlF3, NaAlF4, Na2CO3 e CaF2

  • Oxignio dissolvido e macroestrutura formadas dos aos:

    Aos efervescentes Aos capeado Aos acalmados Aos semi-acalmados Aos estabilizados

    Acalmao do ao: adio de Al, Al e FeSi ou FeSiMn) na panela

    Rechupe: vazio de contrao na parte superior para aos acalmados

    Descarte de 10 a 15 % do esboo durante a laminao

  • AOS EFERVESCENTES E ACALMADOS

    Dependendo do nvel de oxignio, o ao pode ser efervescente, semi-acalmado ou acalmado.

    Ao efervescente aquele que praticamente no recebe adio de desoxidante. Quando o metal comea ase solidificar na lingoteira, o excesso de oxignio rejeitado da soluo (pois a solubilidade do oxignio noferro slido extremamente baixa). Parte deste oxignio se combina com o carbono, acarretando umdesprendimento de CO na interface slido-lquido. Disto resulta a formao no lingote de uma pele de metalquase puro, com fracos teores de carbono e outros solutos. Tais lingotes se caracterizam pela qualidade dasuperfcie externa, e so por este motivo particularmente utilizados na produo de chapas, quando sedeseja como principal caracterstica a perfeita superfcie externa (chapas de automveis, por exemplo).

    O ao acalmado desoxidado de tal modo que o desprendimento de gs evitado durante a solidificao. Oao semi-acalmado menos desoxidado do que o ao acalmado e o oxignio que permanece no banhoreage com o carbono para formar monxido de carbono em proporo suficiente para compensar acontratao do metal durante a solidificao.

    O teor mdio de oxignio do ao acalmado 0,003%, do semi-acalmado 0,012%. No ao efervescente o teorde oxignio varia na faixa de 0,025-0,035%.

  • REAES QUMICAS DE REFINO E DE FORMAO DA

    ESCRIA

  • INCIO DO SOPRO: oxidao do Fe, Si, Mn e P e a escorificao da cal

    Disponibilizao do oxignio para a soluo metlica:

    Oxidao completa do Si: Oxidao acentuada do Mn: Aumento da velocidade de descarburao

    Oxidao do silcio:

    NO PONTO DE FOGO

    NO BANHO METLICO

    NA INTERFACE METAL/ ESCRIA

    NA ESCRIA

    Formao de uma emulso escria-metal e outros componentes so oxidados

    Elevao teor de Si e CaO na escria: Reao Cal com SiO2 e FeO (oxidao elevada do Ferro)

  • REAES DE OXIDAO DO FERRO

    NO PONTO DE FOGO

    NA INTERFACE JATO O2/ ESCRIA

    NA INTERFACE METAL/ESCRIA

    NA ESCRIA (EMULSO, MAS NA INTERFACE GOTCULAS DE METAL E ESCRIA)

  • REAES DE OXIDAO DO MANGANS

    NO BANHO METLICO

    NA INTERFACE METAL/ESCRIA

    Incio do sopro: teor Mn alto e T baixa

    Decorrer da reao: Si e Mn decrescem no banho e aumenta-se a Velocidade de descarburao (valor mximo)

    Segundo perodo de refino: FeO e MnO da escria so reduzidos (aumento de Mn no banho)

    Fim oxidao Si: aumento de T e existncia da emulso metal-escria (apenas descarburao)

    Descarburao: formao de bolhas, aquecimento do banho

  • REAES DE DESCARBURAO

    NO PONTO DE FOGO

    NO BANHO METLICO

    NA ESCRIA (EMULSO METAL-GS-ESCRIA)

    NA ESCRIA (EMULSO, MAS NA INTERFACE GOTCULAS DE METAL E ESCORIA)

    NA REGIO DO JATO DE O2

    Primeiro perodo do sopro:reaes direta e indireta do O2com C da carga

    Descarburao varia com teor deSi sendo mxima quando totaldessiliciado

    Segundo sopro: descarburaocompleta com 1 e 2 e naemulso 9 e 10

  • Observar reaes que desprendem bolhas gasosas: movimento circulatrio do metal alm do efeito da gerao do CO no seio da emulso

    Importncia na manuteno do equilbrio da escria

    Limitao descarburao pelo O2: avaliar a difuso do C

    Terceiro perodo do sopro: reduo C no banho (oxidao gradativa do Mn e Fe)

    Difuso do C no banho e dissoluo da cal acelerada

    Destruio da emulso (coalescimento das partculas metlicas)

  • DESFOSFORAO

    Primeira etapa do sopro

    Com a dissoluo da cal

    Reao exotrmica (baixa T eelevada potencial de O)

    Segundo perodo do sopro(diminuio Fe na escriae aumento de T)

    Reatividade elevada

    Estabilizao da dissoluo calctica

    Atuar na interface metal/escria ( agitao e P para a escria)

    Resfosforao

  • Terceiro perodo do sopro: T elevada (no favorece desfosforao)

    Teor de P final: composio qumica da carga; Teor de ferro da escria, consumo de cal e T da escria

    Nova reao de desfosforao: diminuio atividade do pentxido de P

    Favorecer reao de desfosforao:

    potencial de O2 Baixa T Escria rica em CaO, com baixa atividade de P2O5

  • DESSULFURAO

    Ambiente oxidante: carregar com pouco S

    Dessulfurao prvia do gusa

    Seleo adequada de sucata

    Dessulfurao no refino primrio

    Dessulfurao no refino secundrio

    Etapa final do sopro (T elevadas)

    Agitao e etapa final do sopro ( 50% para valores de S acima de 0,030%) e elevada basicidade da escria

    Dessulfurao por fase gasosa (5 a 10%)

    Partio do enxofre: basicidade da escria e contato entre metal e escria

  • REAES DE FORMAO DA ESCRIA

    NO REFINO: Si oxida primeiro em conjunto com Mn e Fe

    Reaes dependentes do potencial de O2, dos teores dos elementos, da composio da escria j formada e da temperatura.

    Interface metal/ escria medida forma SiO2 comea a dissolver a cal calctica adicionada

    Aumento volume de escria: oxidao indireta pelo FeO no seio daemulso metal-escria

  • Dissoluo dos os outros xidos pela escria: CaO e MgO

    Modificao das atividades (SiO2, FeO e MnO): retorno do Fe e Mn ao ao

    Outros constituintes: Al2O3, Cr2O3, TiO2

    Compostos: P2O5 e CaS

    Miscibilidade dos xidos no estado lquido: no tem ponto de fuso definido

    Como obter a Temperatura liquidus: diagramas de fases correspondentes

  • VISCOSIDADE DA ESCRIA

    Escoamento da escria Slag splashing ou slag Coating Velocidade das reaes (difuso de substncias reagentes) 15 a 50 vezes mais viscosas de o banho metlico Relao viscosidade e ataque dos refratrios (menor viscosidade maior penetrao)

    FATORES QUE INFLUENCIAM A VISCOSIDADE DA ESCRIA

    Composio qumica e Temperatura (diagramas ternrios isso viscosidade)

    O que seria a viscosidade de um lquido?

    Dimenses das unidades estruturais inicas e moleculares (aumenta a complexidade estrutural aumentaa viscosidade)

  • Noo de basicidade da escria: (ataque dos refratrios)

    Escrias ricas em slica atacam refratrios dolomiticos ou magnesianosEscrias ricas em Cao e MgO atacam refratrios silicososBasicos: CaO, MgOBases fracas: MnO, FeOAcidos fracos: Al2O3Acidos: SiO2 e P2O5

    xido cido: tomocentral com forte atraocom O e captura os nionsde oxignio liberadospelas bases

    Oxido bsico: fracaatrao pelo O e tende aliberar seu on oxignio

  • DISSOLUO DA CAL CALCTICA

    DISSOLUO: proporcional ao volume de SiO2 formada e ao teor de Si adicionado (SiC ou FeSi)

    Adio de fluorita Atividade de CaO Viscosidade Temperatura Superfcie de cotato Agitao do banho Teor de FeO na escria

  • Efeito fluxantes do silicato de clcio: recobre as partcula de cal e acelera a escorificao

    Adio de fluorita: velocidade de dissoluo constante

    Aumento de CaO: aumento T de fuso Aumento de FeO: diminuio T de fuso e aumenta a fluidez

    Cal alta queima: forma camada contnua em torno da cal remanescenteCal queima leve: forma a certa distncia

    Ultimo estgio do sopro: aumenta T e FeO na escria ( camada de silicato dicacalcico fica macia devido combinar com FeO e dissolve)

    Aumento de FeO na escria (aumenta a fluidez e provoca aumento desgaste do refratrio)